1、牛顿运动定律的应用1在交通事故的分析中，刹车线长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后停止转动的轮胎在地面上滑行时留下的痕迹。在某次交通事故中，汽车刹车线的长度是14 m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数为0.7，g取10 m/s2，则汽车开始刹车时的速度为()A7 m/sB10 m/sC14 m/s D.20 m/s解析：选C设刹车过程中的加速度大小为a，轮胎与地面间的动摩擦因数为，刹车时的速度为v0，刹车过程中，由牛顿第二定律可得mgmg，汽车的刹车位移s，联立解得v014 m/s，故C正确。2一艘在太空飞行的宇宙飞船，开动推进器后受到的推力是800 N，开动5 s的时间，速度的改变量为2
2、m/s，则宇宙飞船的质量为()A1 000 kg B.2 000 kgC3 000 kg D.4 000 kg解析：选B根据加速度的定义式得，飞船的加速度为a m/s20.4 m/s2，根据牛顿第二定律得飞船的质量为m kg2 000 kg，故B正确。3据报道，中国自主研发的电磁弹射器已经使用歼15舰载机进行了上千次陆上弹射试验，现正等待相关部门验收，若舰载机的总质量为2.8104 kg，起飞过程中发动机的推力恒为2.75105 N，弹射器的推力恒定、有效作用长度为90 m，要求静止的舰载机在水平弹射结束时速度大小达到90 m/s，弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，所受阻力为
3、总推力的20%，则弹射器的推力大小为()A1.0106 N B.1.1106 NC. 1.2106 N D.1.3106 N解析：选D由匀变速直线运动的规律可得vt22as，解得加速度大小a m/s245 m/s2；发动机的推力为F12.75105 N，设弹射器推力为F2，由牛顿第二定律可知F1F220%(F1F2)ma，得F21.3106 N，故D正确。4一小球从空中由静止下落，已知下落过程中小球所受阻力与速度的平方成正比，设小球离地足够高，则()A小球先加速后匀速B小球一直在做加速运动C小球先加速后减速最后匀速D小球先加速后减速然后又加速解析：选A由题意可知小球受到的阻力为fkv2，在刚开
4、始下落一段时间内阻力小于重力，小球向下做加速运动，速度增大的同时阻力也增大，当mgf时，合力为零，做匀速直线运动，速度不再增大，即小球先加速后匀速，故A正确。5.(多选)蹦极运动的示意图如图所示。弹性绳的一端固定在O点，另一端和运动员相连。运动员从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过C点时所受合力为零，到达最低点D，然后弹起，整个过程中忽略空气阻力，分析这一过程，下列表述正确的是()A经过B点时，运动员的速率最大B经过C点时，运动员的速率最大C从C点到D点，运动员的加速度增大D从C点到D点，运动员的加速度不变解析：选BC运动员从开始到B的过程做自由落体运动，从B到C的过程做加速度逐渐减小的
5、加速运动，到达C点时加速度为0，所以运动员到达C点时的速率最大，选项A错误，选项B正确；运动员从C到D的过程做加速度逐渐增大的减速运动，到达D点时速度减小到零，弹性绳的弹力达到最大，运动员所受的合力达到最大，其加速度达到最大，故选项C正确，选项D错误。6.如图所示，一个物体由A点出发分别沿三条光滑轨道到达C1、C2、C3，则()A物体到达C1点时的速度最大B物体分别在三条轨道上的运动时间相同C物体到达C3点的时间最短D在C3轨道上运动的加速度最小解析：选C在沿斜面方向上，根据牛顿第二定律得，物体运动的加速度agsin ，斜面倾角越大，加速度越大，所以物体在C3轨道上运动的加速度最大，根据几何知
6、识可得，物体发生的位移为s，物体的初速度为零，所以sat2，解得t，可以看出斜面倾角越大，运动时间越短，所以物体到达C3点的时间最短，根据vt22as得，vt，由于三条轨道高度相同，所以物体分别在三条轨道上到达底端的速度大小相等，故C正确。7在水平的足够长的固定木板上，一小物块以某一初速度开始滑动，经一段时间t后停止。现将该木板改置成倾角为45的斜面，让小物块以相同的初速度沿木板上滑，若小物块与木板之间的动摩擦因数为，则小物块上滑到最高位置所需时间与t之比为()A. B.C. D.解析：选A木板水平时，物块的合力是滑动摩擦力，以初速度方向为正方向，根据牛顿第二定律知小物块的加速度a1g，设物块
7、初速度为v0，则滑行时间t；木板改置成倾角为45的斜面后，对物块进行受力分析如图所示：小物块所受的合力F合(mgsin 45mgcos 45)小物块上滑的加速度a2，滑行时间t。因此，故A正确，B、C、D错误。8.(多选)如图所示，质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m1的物体1，与物体1相连接的绳与竖直方向成角，则(物体1和物体2相对车厢静止，重力加速度大小为g)()A车厢的加速度为gtan B绳对物体1的拉力为C底板对物体2的支持力为(m2m1)gD物体2所受底板的摩擦力为m2gsin 解析：选AB对物体1进行受力分析，且把拉力T沿水
8、平方向、竖直方向分解，有Tcos m1g，Tsin m1a得T，agtan ，所以A、B正确。对物体2进行受力分析有FNTm2gfm2a且有TT解得FNm2gfm2gtan ，故C、D错误。9.滑冰车是儿童喜欢的冰上娱乐项目之一，如图所示，小明妈妈正与小明在冰上游戏，小明与冰车的总质量是40 kg，冰车与冰面之间的动摩擦因数为0.05，在某次游戏中，假设小明妈妈对冰车施加了40 N的水平推力，使冰车从静止开始运动10 s后，停止施加力的作用，使冰车自由滑行(假设运动过程中冰车始终沿直线运动，小明始终没有施加力的作用，g10 m/s2)。求：(1)冰车的最大速率；(2)冰车在整个运动过程中滑行总
9、位移的大小。解析：(1)以冰车及小明为研究对象，由牛顿第二定律有Fmgma1由匀变速直线运动的规律有vma1t联立解得vm5 m/s。(2)冰车匀加速运动过程中，由匀变速直线运动的规律有s1a1t2冰车自由滑行时，由牛顿第二定律有mgma2由匀变速直线运动的规律有vm22a2s2又ss1s2联立解得s50 m。答案：(1)5 m/s(2)50 m10行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车内的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害，人们设计了安全带，假定乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车到完全停止需要的时间为5 s，安全带对乘客的作用力大小约为(
10、不计人与座椅间的摩擦)()A450 NB400 N C350 N D.300 N解析：选C汽车的速度v090 km/h25 m/s，设汽车匀减速的加速度大小为a，则a5 m/s2，对乘客应用牛顿第二定律得Fma705 N350 N，故C正确。11.如图所示，若战机从“辽宁号”航母上起飞前滑行的距离相同，牵引力相同，则()A携带弹药越多，加速度越大B加速度相同，与携带弹药的多少无关C携带弹药越多，获得的起飞速度越大D携带弹药越多，滑行时间越长解析：选D设战机受到的牵引力为F，其质量(包括携带弹药的质量)为m，与航母间的动摩擦因数为，由牛顿第二定律得Fmgma，则ag，可知携带弹药越多，加速度越小
11、；加速度相同，携带的弹药也必须相同，故A、B错误。由vt和t可知携带弹药越多，起飞速度越小，滑行时间越长，故C错误，D正确。12高空作业须系安全带，如果质量为m的人不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)，此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为()A.mg B.mgC.mg D.mg解析：选A设人自由下落h时的速度为v，则v22gh，得v，设安全带对人的平均作用力为F，由牛顿第二定律得Fmgma，又vat，解得Fmg，故A正确。13一物体在多个力的作用下处于静止状态，如果仅使其中某个
12、力的大小逐渐减小到零，然后又逐渐从零恢复到原来大小(在上述过程中，此力的方向一直保持不变)，那么如图所示的vt图像中，符合此过程中物体运动情况的图像可能是()解析：选D物体在多个力作用下处于静止状态，其中的一个力逐渐减小到零的过程中，物体受到的合力逐渐增大，则其加速度逐渐增大，速度时间图像中图像的斜率表示加速度，所以在力逐渐减小到零的过程中图像的斜率逐渐增大，当这个力又从零恢复到原来大小时，合力逐渐减小，加速度逐渐减小，图像的斜率逐渐减小，故D正确。14.如图所示，一个质量为4 kg的物体以v012 m/s的初速度沿着水平地面向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，物体始终受到一个水平向
13、右、大小为12 N的恒力F作用(g取10 m/s2)，求：(1)开始时物体的加速度大小和方向；(2)5 s末物体受到地面的摩擦力大小和方向；(3)5 s末物体的速度大小和方向。解析：(1)物体受到向右的滑动摩擦力，受力分析如图甲所示，fFNmg8 N。设物体的加速度大小为a，由牛顿第二定律有Ffma，解得a5 m/s2，方向水平向右。(2)物体减速到零所需的时间t s2.4 s，由于Ff，则物体速度减为零后改为向右的匀加速运动，2.4 s后摩擦力仍为滑动摩擦力f，大小为8 N，方向水平向左。(3)2.4 s后物体的受力情况如图乙所示，加速度a1 m/s2，方向水平向右。则5 s末的速度vat1(52.4)m/s2.6 m/s，方向水平向右。答案：(1)5 m/s2，方向水平向右(2)8 N，方向水平向左(3)2.6 m/s，方向水平向右